CMD文件的编写

CMD文件的原理玄德（网名）于2009 年3 月

一、前言

开发TI 公司的DSP 芯片，肯定要编写或者修改CMD 文件，这是在单片机开发中没有碰到过的新事物，也是学习DSP的难点。面对里面种类繁多、名称各异、来历不明、作用不清、功能千差万别的存储器、区域和变量、寄存器，初学者往往都会一头雾水。甚至很多人已经把项目成功地完成了，对CMD文件仍然是一知半解。笔者也经历了极度困惑的过程，曾经大量地看书，下载资料，分析所能搜集到的CMD源文件。可惜的是，无论是TI 公司的原始文档，还是网上的资料，或者BBS的帖子，都没有透彻地说明CMD 文件的原理和使用，只说“然” ，要靠自己去体会“所以然” ，去“悟” 。终于有一天，我悟到了，也许只是“一些” 。现在，我把自己的“一些”写下来。我将细致而通俗地说明CMD 文件的原理，给您“鱼” ，更给您“渔” ，一步步地引导象我当初一样的初学者。我将以TI 的2407 为对象展开说明，对于TI 公司其他型号、其他系列的DSP，道理是完全相同的。用时下学术界最最最流行的语式，叫做“基于2407”

——这个词起源于英文的“based on” ，或“something based” ，被我们大量地引用，以至于令人反胃了——我们美妙、绚烂的语言，现在只剩下“基于”了。笔者水平有限，但保证会用心去写，您会看到很多别处没有的思路和信息，相信会基本打通初学者的任督二脉。本文适用于那些有单片机的开发基础、刚开始学习DSP 的初学者。如果你还不知道程序空间，数据空间这些名词，可能就比较困难了。

二、CMD文件的起源

在DSP系统中，存在大量的、各式各样的存储器，CMD文件所描述的，就是开发工程师对物理存储器的管理、分配和使用情况。有必要先复习一下存储器的知识。目前的物理存储器，种类繁多，原理、功能、参数、速度各不相同，有PROM、EPROM、EEPROM、FLASH、NAND FLASH、NOR FLASH等（ROM 类），还有SRAM、DRAM、SDRAM、DDR、DDR2、FIFO 等（RAM 类）。无论多么复杂，从断电后保存数据的能力来看，只有两类：断电后仍然能够保存数据的叫做

非易失性存储器（non-volatile，本文称为ROM 类），数据丢失的叫做易失性存储器（本文称为RAM 类）；ROM 类的芯片都是非易失性的，而RAM 类都是

易失性的。即使同为ROM类或同为RAM 类存储器，仍然存在速度、读写方法、功耗、成本等诸多方面的差别。比如SRAM 的读写速度，从过去的15ns、12ns，提高到现在的8ns、10ns，FLASH的读取速度从120ns、75ns，到现在的40ns、30ns。有没有人这样想过：使用存储器的人，希望存在这样的区别吗？或者说，理想的存储器，应当是什么样的？…………

我们使用存储器时，如果没有人为地改变它，就希望里面的数据永远不要变，即使断了电也要完好地保存；如果里面的内容是我不需要的或者不能用的，我自然就会给它写入有用的内容，比如初始化。理想的存储器就应当永远保存数据，无论掉电与否，而且，希望读写速度为每秒无穷多字节，是0ns，而不是什么8ns，10ns。——不是吗？然而，人类实现存储器芯片的技术，还没有达到理想情况，所以才会有这么多类别。“非易失”和“速度”就是一对典型的矛盾。非易失的ROM 类存储器，可以“永远”地保存数据，但读写速度却很低，比如30ns；RAM 的速度（8ns）一般都比ROM（30ns）快得多，但却不能掉电保存。这是很无奈的现实。假如有那么一天，ROM 类的读写速度和RAM 一样快，或者RAM 也可以掉电保存数据，就不存在易失和非易失的区别了，那将是革命性的进步。那时，智能芯片和智能系统的设计将会有很大的变化，编写CMD 文件就会很简单，甚至不需要了。已经有芯片厂家做了一些这方面的工作，比如把电池和RAM 结合起来，就是一个能掉电保存的RAM。它既可以作为传统的ROM 使用，又可以当RAM 使用。但这显然只是一个暂时、折中的方法，其原理、成本、体积、容量还不如人意，不能算是“革命性”的进步。我们平时在用到存储器的时候，要考虑哪些因素呢？首先必须确认，在你的使用场合，是要永久保存数据，还是暂时保存？这关系到选择非易失性，还是易失性存储器的大问题，是首要的问题。在某些场合，如果必须永远地保存数据，即使希望速度快一些，也只能选择非易失的ROM 类存储器，而把速度问题放在其次，或者另外想办法解决；另外一些场合，却要把速度放在第一位，只要在通电期间能够始终保存数据，就够了，当然就要选择RAM 类的存储器了。这两种情况我们都会遇到：程序代码一般都要存储在ROM 类存储器中，否则，从设备生产开始，储存、运输，一直到用户手里，要必备不间断电源，还要保证不发生断电的意外；程序运行的时候，为了提高速度，就必须在RAM 中运行，试想想，如果你的MP4放电影一停一顿的，谁还

会用它看电影呢？所以ROM 和RAM 都是必不可少的，各有各的用途，而且，出于功能、参数、速度、读写方法、功耗、工艺、成本等方面的考虑，往

往要同时使用不止一种存储器。

事实上，TI 在设计DSP芯片时，也遇到同样的问题，TI 考虑的情况要比我们更多，更复杂。要知道，设计芯片的人是最牛X的，开发工程师只是跟在人家后面，在人家规定的框框里亦步亦趋。翻开DSP的PDF文档，找到memory map 就会看到，芯片上集成了形形色色的存储器：FLASH、ROM、BROM、OTP ROM，SRAM、SARAM、DARAM、FIFO 等。就2407和2812而言，如果是做个流水灯之类的小东东，DSP芯片加晶体加电源就可以了，片上集成的ROM 和RAM，在仿真状态下已经足够用了，烧写并脱离仿真器运行也足够。所以，它们的最小系统不需要外扩任何存储器。但也只能做简单的东东，往往还需要外扩一些ROM 和/或RAM 存储器，才能委以大用。（顺便说一句，DSP的最小系统，要比8951芯片的最小系统大得多。）千万不要被这些存储器的名称所迷惑！翻来覆去，其实就是两大类：非易失和易失。初学者往往忽略了这一点。两大类！记住这一点，CMD文件就是以这两类存储器为主轴，然后展开的。DSP芯片的片内存储器，只要没有被TI占用，用户都可以全权支配。TI设计了“CMD文件”这种与用户的接口形式，用户通过编写CMD 文件，来管理、分配系统中的所有物

理存储器和地址空间。

CMD文件其实就是用户的“声明” ，包括两方面的内容：

1、用户声明的整个系统里的存储器资源。无论是DSP 芯片自带的，还是用户外扩的，凡是可以使用的、需要用到的存储器和空间，用户都要一一声明出来：有哪些存储器，它们的位置和大小。如果有些资源根本用不到，可以视为不存在，不必列出来；列出来也无所谓。

2、用户如何分配这些存储器资源，即关于资源分配情况的声明。用户根据自己的需要，结合芯片的要求，把各种数据分配到适当种类、适当特点、适当长度的存储器区域，这是编写CMD文件的重点。用户编写完自己的程序以后，要经过开发环境（编译器）的安排和解释（即编译），转换为芯片可以识别的机器码，最后下载到芯片中运行。CMD 文件就是在编译源程序、生成机器码的过程中，发挥作用的，它作为用户的命令或要求，交给开发环境（编译器）去执行：